(57)【要約】  本発明は、電気車両、ＥＶを充電するときの利用可能な電力の最適使用のための３相充電組立体、およびそのような組立体を与えるための方法に関係する。充電組立体は、各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための補助絶縁導体と中性導体（Ｎｉｎ）とによって、電力を供給する配電ケーブルと、少なくとも１つの電気車両給電機器、ＥＶＳＥであって、各々が、前記配電ケーブルの補助絶縁導体のうちの１つまたは複数に電気的に接続された入力（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と、充電のための電力を与えるために少なくとも１つのＥＶに電気的に接続可能な出力（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）とをもつ内部回路を含む、ＥＶＳＥを含む。各ＥＶＳＥは、入力における各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための導体によって与えられる電力を接続または切断するように構成された複数の１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）と、入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の再ルーティングを有効にするためにリレーマトリックスにおいて構成された複数の２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）と、通信手段を含む制御システムであって、制御システムが、前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々を接続または切断することと、ＥＶＳＥとの間でリレーステータス情報を送信および受信することとを行うように構成された、制御システムとを含む。【選択図】図３
2019502349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気車両、ＥＶを充電するときの利用可能な電力の最適使用のための３相充電組立体であって、
−  各相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のための補助絶縁導体と中性導体（Ｎ）とによって電力を供給する３相配電ケーブルと、
−  少なくとも１つの電気車両給電機器、ＥＶＳＥであって、各々が、前記３相配電ケーブルの前記補助絶縁導体のうちの１つまたは複数に電気的に接続された入力（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と、充電のための電力を与えるために少なくとも１つのＥＶに電気的に接続可能な出力（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）とをもつ内部回路を含む、ＥＶＳＥと、
−  前記少なくとも１つのＥＶＳＥとの間のデータの通信を制御するマスタユニットと
を含み、
各ＥＶＳＥは、
−  前記入力における各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための前記導体によって与えられる電力を接続または切断するように構成された複数の１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）と、
−  前記入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への１相負荷の再ルーティングを有効にするためにリレーマトリックスにおいて構成された複数の２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）と、
−  通信手段を含む制御システムであって、前記制御システムが、前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々の電力を接続または切断することと、他のＥＶＳＥとの間でリレーステータス情報を送信および受信することとを行うように構成され、これが、前記マスタユニットによって制御される、制御システムと
をさらに含むことを特徴とする、３相充電組立体。
【請求項２】
前記２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０）のうちの少なくとも１つが、前記１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）のうちの少なくとも１つと並列に接続され、２つの２次リレー（Ｒ１１〜Ｒ１２）が、相２導体（Ｌ２ｉｎ）から、それらのリレーを分路する、それぞれ、前記配電ケーブル線の相１と追加電気線の相１とに接続され、２つの追加電気線（Ｒ１３〜Ｒ１４）が、相３導体（Ｌ３ｉｎ）から、それらのリレーを分路する、それぞれ、相１電気線と相１追加電気線とに接続され、２つの追加電気線（Ｒ１５〜Ｒ１６）が、それぞれ、相２導体（Ｌ２ｉｎ）と相３導体（Ｌ３ｉｎ）とから前記中性導体に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の３相充電組立体。
【請求項３】
各入力相導体（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）が電力リレー（Ｒ１〜Ｒ３）を与えられることを特徴とする、請求項２に記載の３相充電組立体。
【請求項４】
各入力相導体（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）上のヒューズをさらに含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項５】
少なくとも１つのリレー（Ｒ４）をもつ電気線が、前記ＥＶＳＥの中性（Ｎｉｎ）入力導体と中性出口（Ｎｏｕｔ）との間に接続されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項６】
前記１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）が非ラッチングリレーであり、前記２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）がラッチングリレーであることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項７】
少なくとも１つの過電流保護器が、少なくとも１つの１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）と直列に接続されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項８】
前記充電組立体中に含まれる前記少なくとも１つのＥＶＳＥ中に含まれる前記制御システム間のデータの通信を制御するマスタコントローラとして動作する外部通信手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項９】
各ＥＶＳＥに含まれる前記制御システム間のデータの通信を可能にする電力線通信システムをさらに含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項１０】
ＥＶＳＥが、ＥＶＳＥまたは同じ３相充電組立体中に含まれる他の通信手段との間のデータの前記通信を制御するマスタユニットを含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項１１】
前記外部通信手段または前記電力線通信システムが、前記少なくとも１つのＥＶＳＥとの間のデータの通信を制御するマスタユニットとして動作するように構成されたことを特徴とする、請求項８または９に記載の３相充電組立体。
【請求項１２】
前記マスタユニットが、前記同じ３相充電組立体中に含まれるＥＶＳＥの前記入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の前記再ルーティングを制御するように構成されたことを特徴とする、請求項１０または１１に記載の３相充電組立体。
【請求項１３】
前記３相配電ケーブルの前記電気線の各相上で電流負荷を測定するための手段を含み、この情報が、利用可能な電力の最適な負荷分散および利用のために、３相電源の任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、前記少なくとも１つのＥＶＳＥ中の前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の再ルーティングのための基礎を形成することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項１４】
電流負荷を測定するための前記手段が、前記少なくとも１つのＥＶＳＥに電力を送出する前記３相配電ケーブルに取り付けられ、この情報が、外部通信手段または電力線通信手段中に含まれるマスタユニットから前記少なくとも１つのＥＶＳＥに送信されることを特徴とする、請求項１３に記載の３相充電組立体。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのＥＶＳＥが、その電気入力線（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）の各相上の電流負荷を測定するための手段を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の３相充電組立体。
【請求項１６】
前記マスタユニットが、ＥＶＳＥに電力を与える同じ配電ケーブルに接続された、および前記同じＡＣ幹線ケーブルから電力を引き出す、他のデバイスから負荷データを受信するように構成され、前記負荷データが、各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）から利用可能な最大充電電力を定義することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の３相充電組立体。
【請求項１７】
利用可能な電力の最適利用を用いて、電気車両、ＥＶを充電するための方法であって、
−  各相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のための補助絶縁導体と中性導体（Ｎ）とによって、電力を供給する３相配電ケーブルを与えるステップと、
−  少なくとも１つの電気車両給電機器、ＥＶＳＥを与えるステップであって、各々が、前記３相配電ケーブルの前記補助絶縁導体のうちの１つまたは複数に電気的に接続された入力（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と、充電のための電力を与えるために少なくとも１つのＥＶに電気的に接続可能な出力（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）とをもつ内部回路を含む、与えるステップと
を含み、
前記方法は、
−  各ＥＶＳＥに、前記入力における各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための前記導体によって与えられる電力を接続または切断するように構成された複数の１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）を与えるステップと、
−  各ＥＶＳＥに、前記入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の再ルーティングを有効にするためにリレーマトリックスにおいて構成された複数の２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）を与えるステップと、
−  各ＥＶＳＥに、通信手段を含む制御システムを与えるステップであって、前記制御システムが、前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々を接続または切断することと、前記ＥＶＳＥとの間でリレーステータス情報を送信および受信することとを行うように構成された、与えるステップと、
−  前記複数のＥＶＳＥのうちの１つの前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）に少なくとも１つのＥＶを接続するステップと
をさらに含むことを特徴とする、方法。
【請求項１８】
前記方法が、
−  前記３相配電ケーブルに、その導体の各相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）上の電流負荷を測定するための手段を与えるステップと、
−  前記少なくとも１つのＥＶＳＥ中に含まれる前記制御システムのためのルーティング決定基礎として前記少なくとも１つのＥＶＳＥに電流負荷データを送信するステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法が、
−  前記少なくとも１つのＥＶＳＥに、その電気入力線（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）の各相上の電流負荷を測定するための手段を与えるステップと、
−  前記少なくとも１つのＥＶＳＥ中に含まれる前記制御システムのためのルーティング決定基礎として電流負荷データを与えるステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相充電組立体（３−ｐｈａｓｅ  ｃｈａｒｇｉｎｇ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）に関し、より詳細には、電気車両のためのバッテリーを充電するときの動的相負荷分配に基づく利用可能な電力の最適使用のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気車両（ＥＶ）のための一般的な従来技術の３相充電組立体では、充電ステーションの出口に電力を与える電気車両給電機器（ＥＶＳＥ：ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ  ｓｕｐｐｌｙ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）が特定の相に永続的に接続され、４つ以上のＥＶが充電しているときの不平衡によるエラーのリスクを生じる。規制は、ヒューズの過負荷を回避するように構成された専用構成の不在下では、回路が、利用可能な最大電力が使用されるときに配電線からのＥＶＳＥの切断を可能にすべきであることを要求する。実際には、ＥＶＳＥの大部分の電気技師は、ＥＶＳＥユニットの数に対応する充電スポットの数を制限するか、または各ＥＶＳＥユニットのための最大充電電力を制限するか、または充電のために利用可能な電力をアップグレードするかしなければならない。
【０００３】
図１は、変更するために利用可能な最大電力を定義するヒューズをもつヒューズボックスを介してグリッドに接続された３相ネットワークを介して充電されている４つのＥＶを含む従来技術システムの一例を示す。図は、共通のレールまたは配電ケーブルを介して３相ネットワークに接続された合計１２個のＥＶＳＥユニットを示している。ワーストケースシナリオでは、ＥＶＳＥユニットの各々が同じ相に固定して接続される。３２Ａの定格電流をもつ２３０Ｖネットワークでは、図１に示されているワークケースシナリオは、わずか７．４ｋＷのＥＶ配電電力を与えることになる。したがって、あらゆるＥＶは、約１８００Ｗを超えるいかなる負荷もヒューズを作動させるので、約１８００Ｗの最大充電電力を受け得る。したがって、固定負荷分配により、回路中のすべての相によって与えられるすべての潜在的容量が利用されるとは限らない。
【０００４】
図２は、３相ネットワークの１つの相（１相）に接続されたいくつかのＥＶＳＥユニットの代替セットアップを示す。図１のセットアップとは対照的に、ＥＶＳＥが接続されたいくつかの並列１相配電線に分割する３相ネットワークを含む３相充電組立体。そのような構成は、ケーブルの必要の増加、ならびに各ユニットについての最大充電レベルの顕著な制限の両方を生じる。後者は、完全な理論負荷をサポートするために幹線給電から十分な電力を与えることの要件に関係する上述の規制の結果である。
【０００５】
３相ネットワーク上で１相負荷を動的に分配することの原理が知られている。ＷＯ２０１２／１７５３３２  Ａ１はこれの一例を説明しており、デバイスが、電気的構成要素に電力を供給するために、任意の相を選択するためのスイッチを制御するように構成される。選択される相は、３相エネルギーネットワークにおける各相のそれぞれの負荷に依存する。
【０００６】
しかしながら、従来技術の解決策は、利用可能な電力の最適な負荷分散および使用のための、同じ３相配電ケーブルを介した１相負荷と３相負荷との自動的でシームレスなルーティングが欠如しており、これは、３相配電ケーブル上の総負荷、各相上の負荷、充電のために利用可能な総電力、接続されたＥＶの充電に必要な電力および時間などのような、異なる情報に基づく。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、少ないＥＶが接続されるとき、急速充電のために利用可能な余剰電力があることと、多くのＥＶが接続されるとき、引き出される最大電力が利用可能な最大電力を下回り、したがって、低いリスクまたはリスクなしを表すこととを保証することによって、３相充電組立体における利用可能な電力の配電および負荷分散をより効果的でシームレスにするシステムを提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、同じ３相電源に接続されたデバイスの特定の必要、および／あるいは、たとえば、電力不足、変換器における過熱、ローカルな技術的問題などにより、ローカルまたは領域ネットワーク事業者によって定義される他の電力要件に優先度を付けるために、３相充電組立体における利用可能な電力を自動的に再ルーティングすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、主請求項に記載され、それを特徴とし、従属請求項は、本発明の他の特徴について説明する。
特に、本発明は、電気車両、ＥＶを充電するときの利用可能な電力の最適使用のための３相充電組立体であって、
−  各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための補助絶縁導体と中性導体（Ｎｉｎ）とによって、電力を供給する３相配電ケーブルと、
−  少なくとも１つの電気車両給電機器、ＥＶＳＥであって、各々が、前記３相配電ケーブルの補助絶縁導体のうちの１つまたは複数に電気的に接続された入力（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と、充電のための電力を与えるために少なくとも１つのＥＶに電気的に接続可能な出力（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）とをもつ内部回路をもつ、ＥＶＳＥと
を含み、各ＥＶＳＥは、
−  入力における各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための導体によって与えられる電力を接続または切断するように構成された複数の１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）と、
−  入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への出力導体の各々の再ルーティングを有効にするためにリレーマトリックスにおいて構成された複数の２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）と、
−  通信手段を含む制御システムであって、制御システムが、前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々を接続または切断することと、他のＥＶＳＥとの間でリレーステータス情報を送信および受信することとを行うように構成された、制御システムと
を含む、３相充電組立体によって規定される。
【００１０】
３相充電組立体のいくつかの有利な実施形態が従属請求項において規定される。
本発明はまた、利用可能な電力の最適利用を用いて、電気車両、ＥＶを充電するための方法であって、
−  各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための補助絶縁導体と中性導体（Ｎｉｎ）とによって、電力を供給する３相配電ケーブルを与えるステップと、
−  少なくとも１つの電気車両給電機器、ＥＶＳＥを与えるステップであって、各々が、前記３相配電ケーブルの補助絶縁導体のうちの１つまたは複数に電気的に接続された入力（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と、充電のための電力を与えるために少なくとも１つのＥＶに電気的に接続可能な出力（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）とをもつ内部回路をもつ、与えるステップと
を含み、方法は、
−  各ＥＶＳＥに、入力における各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための導体によって与えられる電力を接続または切断するように構成された複数の１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）を与えるステップと、
−  各ＥＶＳＥに、入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の再ルーティングを有効にするためにリレーマトリックスにおいて構成された複数の２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）を与えるステップと、
−  各ＥＶＳＥに、通信手段を含む制御システムを与えるステップであって、制御システムが、前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々を接続または切断することと、他のＥＶＳＥとの間でリレーステータス情報を送信および受信することとを行うように構成された、与えるステップと、
−  少なくとも１つのＥＶＳＥの出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）に少なくとも１つのＥＶを接続するステップと
をさらに含む、方法によって規定される。
【００１１】
以下の説明では、請求されるシステムおよび方法の実施形態の完全な理解を与えるために多数の具体的な詳細が導入される。しかしながら、当業者は、これらの実施形態が、具体的な詳細のうちの１つまたは複数なしに、または他の構成要素、システムなどとともに実施され得ることを認識するであろう。いくつかの事例では、開示される実施形態の態様を不明瞭にしないように、よく知られている構造または動作が示されないか、または詳細に説明されない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】いくつかのＥＶＳＥが、共通の３２Ａヒューズを共有する単一の配電ケーブルに接続され、共通の３２Ａヒューズが３相ネットワークグリッドのメインヒューズに接続される、従来技術の３相充電組立体を示す概略図である。
【図２】いくつかのＥＶＳＥが別個の１６Ａヒューズを介して３相ネットワークのメインヒューズに並列様式で接続される、従来技術の３相充電組立体の概略図である。
【図３】いくつかのＥＶＳＥが、共通の３２Ａヒューズを共有する単一の配電ケーブルに沿って接続され、共通の３２Ａヒューズが３相ネットワークグリッドのメインヒューズに接続される、本発明による３相充電組立体の概略図である。
【図４】最高１５個のＥＶＳＥ（Ｚ）のグループが、共通の３２Ａヒューズを共有する複数の配電ケーブルの各々に接続され、複数の共通の３２Ａヒューズが３相ネットワークグリッドのメインヒューズに並列様式で接続される、本発明による３相充電組立体の概略図である。
【図５】幹線給電からの相固有接続および切断を保証する、リレー構成を有する３相ネットワークの回路図である。
【図６】幹線給電からの相固有接続および切断、ならびにＩＴシステムとＴＮシステムとＴＴシステムとの間での再構成の両方を保証する、リレー構成を有する３相ネットワークの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１と図３の両方に示されているように、いくつかのＥＶＳＥユニットが、共通配電ケーブルを介して同じ３相ネットワークに接続される。ただし、図１に示されている従来技術の解決策とは対照的に、図３に示されているＥＶは、本発明によるインテリジェント相配電システムを含むＥＶＳＥユニットに接続される。ＥＶＳＥユニットの各々内の３相電力測定と、ある時間期間内の各ＥＶＳＥユニット間の、この情報を含むデータの交換とに基づいて、最も効率的な方法で３相の各相を利用することが可能である。
【００１４】
一例として、図３中の４つのＥＶのうちの第１のＥＶは、そのＥＶも接続されるＥＶＳＥによって測定される利用可能な最高容量を有する相に接続される。同等の電力測定が、残りのＥＶＳＥによって実行され、各ＥＶは、接続の時間において最良の容量を与える相に接続される。
【００１５】
電力測定の機能が各ＥＶＳＥに組み込まれ、この電力情報を含む、各ＥＶＳＥ間の情報フローが、以下でさらに説明されるエネルギー分配アルゴリズムにおいて使用される。これは、ネットワーク（たとえばワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ））に接続された電力線通信（ＰＬＣ）システムまたはそれの任意の変形形態など、制御ユニットによって制御され、監視される。これは、さらに、エネルギー分配の遠隔制御を保証するインターネットに接続され得る。ＰＬＣシステムは、ＥＶＳＥユニットを論理的に相互接続するために使用され得る。ＰＬＣの代わりに、従来の電力線に平行に走る別個の通信回線が使用され得る。本発明に従ってＥＶＳＥを実装し、使用することが、３相充電組立体における電力分配のための基礎である。
【００１６】
情報を交換した後に、各ＥＶＳＥは、３相電力線の特定の相上で検出された容量および電流負荷に従って、その相にＥＶを接続する。目的は、３相システムの各相の容量の最適使用である。
【００１７】
３相システムの容量の最適使用の一例は、第１のＥＶが相１において３２Ａを受け、第２のＥＶが相２において３２Ａを受け、第３および第４のＥＶが相３において１６Ａを受け、その結果、２２ｋＷ（２３０Ｖ×３２Ａ×３）の総電力が、接続されたＥＶに分配されるときである。したがって、本発明のネットワークは、図１を参照しながら前に説明された従来技術の３相ネットワークにおいて利用可能な電力の約３倍である総電力を送出し得る。
【００１８】
図２と図４は両方とも、いくつかのヒューズがメインヒューズに並列様式で接続されるネットワークを示す。ただし、図２に示されている従来技術の解決策とは対照的に、図４に示されている様々なＥＶに分配される電力は、図３を参照しながら上記で説明されたのと同様の方法で、エネルギー分配アルゴリズムによって制御され、最適化される。
【００１９】
所望の相固有負荷分配を達成するために、本発明による新しいシステムが、以下のうちの１つまたは複数を採用し得る。
−  従来のネットワークと比較して増加された数の集積電力スイッチ、すなわち、リレーおよび関連する制御電子回路、
−  同じヒューズを共有する同じ回路／サブ回路に接続された大部分またはすべてのＥＶＳＥユニットを論理的に相互接続する制御システム、
−  同じ回路／サブ回路への新しいＥＶＳＥの接続を自動的に識別するための手段、
−  ＥＶＳＥの交換を自動的に識別するための手段、
−  接続されたＥＶの各々のエネルギー貯蔵容量および現在の充電レベルを読み取るための手段。
【００２０】
新しいＥＶＳＥの接続を自動的に識別するための手段の例は、事前登録されたＲＦＩＤ（無線周波数識別）、または物体にリンクされたタグを自動的に識別し、追跡するための任意の他の手段に基づき得る。
【００２１】
さらに、ＥＶＳＥの交換を自動的に識別するための手段は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）低エネルギー、あるいは専用プラグまたは電力点に適合された同様のシステムであり得る。
【００２２】
最後に、接続されたＥＶの各々のエネルギー貯蔵容量および現在の充電レベルを読み取るための手段は、ＰＬＣシステムあるいはＷｉＦｉ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）あるいはＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）または他のパケット指向モバイルデータサービスを介してＥＶにログオンすることであり得る。後者は、ユーザのオンラインプロファイル中でユーザ名およびパスワードが利用可能にされる場合、それを使用してＥＶにログオンすることによって達成され得る。
【００２３】
これは、異なるＥＶＳＥ間の情報フローの一部であり、特定のＥＶをどの相に接続すべきかについての基礎である。
エネルギー貯蔵容量および充電レベルに関する情報はまた、充電プロシージャ中に特定の必要を識別するための援助であり得、したがって、上述のエネルギー分配アルゴリズムにおいて優先度ルールをセットアップするときのパラメータである。
【００２４】
図５および図６は、３相ネットワークシステムの幹線給電からの相固有の切断を可能にし、それによりＥＶの１相充電および／または３相充電の両方を可能にする、本発明による回路構成の特定の実施形態を示す。相固有の切断は、１つまたは複数のリレーを動作させることによる、３相ネットワークシステムからの１または３相負荷のユーザ制御されたまたは自動的な切断を暗示する。図中の点刻された枠内の回路および構成要素が、好ましくはＥＶＳＥユニットに組み込まれる。図に示されているようにリレーをマトリックスに分配することによって、ランダムに位置するＥＶ間の利用可能な電力の動的分配が３相充電と１相充電の両方について可能である。さらに、３相充電システムは、グリッド内の利用可能な電力に応じて、ＥＶが１相上で充電すべきであるのか、３相上で充電すべきであるのかを決定し得る。電力の動的分配の利点のうちの１つは、一般的なＥＶが、相の数とは無関係に、６Ａよりも小さい電流を用いて充電することが可能でないことである。３相充電のためのＥＶごとの最小電力は、６Ａよりも著しく多く、したがって、同時ＥＶ充電の数を制限する。必要とされる電流が、本発明による３相システムにおける相のうちの１つ上で利用可能であるとき、ＥＶＳＥのうちの１つに接続されたＥＶが、その相に自動的に接続される。
【００２５】
本発明は、ＥＶを充電するときの利用可能な電力の最適使用のための３相充電組立体によって規定される。組立体は、各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための補助絶縁導体と中性導体（Ｎｉｎ）とによって、電力を供給する３相配電ケーブルを含む。それは、少なくとも１つの電気車両給電機器、ＥＶＳＥであって、各々が、前記３相配電ケーブルの補助絶縁導体のうちの１つまたは複数に電気的に接続された入力（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と、充電のための電力を与えるために少なくとも１つのＥＶに電気的に接続可能な出力（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）とをもつ内部回路をもつ、ＥＶＳＥをさらに含む。
【００２６】
各ＥＶＳＥは、入力における各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための導体によって与えられる電力を接続または切断するように構成された複数の１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）を含む。
【００２７】
各ＥＶＳＥは、入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の再ルーティングを有効にするためにリレーマトリックスにおいて構成された複数の２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）をさらに含む。
【００２８】
１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）は、好ましくは非ラッチングリレーであり、２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）はラッチングリレーである。
各ＥＶＳＥは、通信手段を含む制御システムであって、制御システムが、前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々を接続または切断することと、他のＥＶＳＥとの間でリレーステータス情報を送信および受信することとを行うように構成された、制御システムをさらに含む。この情報は、各ＥＶＳＥ間で、少なくとも、同じ１相補助回路に接続されたＥＶＳＥ間で、および／またはインターネットに接続されたデバイスを介して通信され得る。
【００２９】
本発明による、利用可能な電力の最適利用を用いて、電気車両、ＥＶを充電するための方法は、いくつかのステップを含む。第１のステップは、各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための補助絶縁導体と中性導体（Ｎｉｎ）とによって、電力を供給する３相配電ケーブルを与えることである。さらに、少なくとも１つの電気車両給電機器、ＥＶＳＥを与えることであって、各々が、前記幹線３相配電ケーブルの補助絶縁導体のうちの１つまたは複数に電気的に接続された入力（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と、充電のための電力を与えるために少なくとも１つのＥＶに電気的に接続可能な出力（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）とをもつ内部回路をもつ、与えること。
【００３０】
本方法の次のステップは、各ＥＶＳＥに、入力における各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための導体によって与えられる電力を接続または切断するように構成された複数の１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）を与えることである。さらに、各ＥＶＳＥに、入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の再ルーティングを有効にするために、リレーマトリックスにおいて構成された、複数の２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）を与えることと、各ＥＶＳＥに、通信手段を含む制御システムを与えることであって、制御システムが、前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々を接続または切断することと、他のＥＶＳＥとの間でリレーステータス情報を送信および受信することとを行うように構成された、与えること。
【００３１】
本発明の方法の最後の有効にするステップは、少なくとも１つのＥＶＳＥの出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）に少なくとも１つのＥＶを接続することである。一実施形態では、いくつかのＥＶが複数のＥＶＳＥに接続される。
【００３２】
本発明の３相充電組立体は、ＥＶＳＥ設置より前に、専用プラグ／電力点を取り付け、それの品質を保証し、それを登録し、それを関連するＲＦＩＤ暗号化の場合はアクティブ化するための方法をさらに採用する。これは、好ましくは、認定された人員によって実行されるべきであり、その結果は、インターネットアクセスをもつデバイス上にインストールされたコンピュータプログラム、たとえば、モバイルアプリを使用して報告され、インターネット日付、ＧＰＳ位置特定、設置契約者の名前およびリレー値（たとえば３２Ａ、６４Ａなど）など、情報を含み得る。
【００３３】
本発明の一実施形態では、ネットワークシステムは、高いフレキシビリティを保証するために、それぞれ、２３０Ｖおよび４００Ｖの相間電圧を有するＩＴネットワークとＴＮネットワークの両方のために動作する。さらに、２３０Ｖ  ＩＴネットワークから４００Ｖ  ＴＮネットワークにネットワークをアップグレードすることが有益であるとしばしば考えられる。同様の方法で、ＴＴネットワークを含む構成も実現可能である。
【００３４】
図５は、３相システムの電気線を表す、３相ネットワークシステムの各相導体（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と１相または３相電源出口との間に接続された、少なくとも１つの１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）と少なくとも１つの過電流保護器、たとえば、ＮＴＣなどのサイリスタとを含む電気回路を用いた本発明の一実施形態を示す。さらに、少なくとも１つのリレー（Ｒ４）をもつ導体が、電気線の中性入力導体（Ｎｉｎ）と中性出口（Ｎｏｕｔ）との間に接続される。この構成は、すべてのタイプの充電器システムが３相システムに接続され得ることを保証する。
【００３５】
ネットワークシステムからのユーザ制御されたまたは自動的な接続および切断を有効にするために、リレーをもつ追加電気線が追加され得る。より詳細には、関連する２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）をもつ９つの追加電気線が、図５に示されているように相導体（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）に接続される。追加電気線のうちの３つ（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０）が、幹線給電の相導体（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）の各々から、それらのリレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）を分路する電気線の対応する相導体に接続される。
【００３６】
２つの追加電気線（Ｒ１１〜Ｒ１２）が、相２導体（Ｌ２ｉｎ）から、それらのリレーを分路する、それぞれ、電気線の相１と追加電気線の相１とに接続される。２つの追加電気線（Ｒ１３〜Ｒ１４）が、相３導体（Ｌ３ｉｎ）から、それらのリレーを分路する、それぞれ、相１電気線と相１追加電気線とに接続される。２つの追加電気線（Ｒ１５〜Ｒ１６）が、中性導体のリレーを分路する、それぞれ、相２導体（Ｌ２ｉｎ）および相３導体（Ｌ３ｉｎ）から中性導体に接続される。
【００３７】
図６は、図５に関して上記で説明されたような、幹線給電からの負荷の、各相導体（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）上の電力リレー（Ｒ１〜Ｒ３）によって与えられる３相切断と、１相切断の両方を可能にする回路構成の一例を用いた本発明の別の実施形態を示す。回路構成は、さらに、１相接続または切断中およびその後の負荷分散をサポートする。回路構成は図５の回路構成と同様であるが、回路は、さらに、すべての接地システム、すなわちＴＴ、ＴＮ、およびＩＴをサポートする。ヒューズが、さらに、各入力相導体（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）上に与えられる。少なくとも１つのリレー（Ｒ４）をもつ電気線が、ＥＶＳＥの中性（Ｎｉｎ）入力導体と中性出口（Ｎｏｕｔ）との間に接続される。過電流保護器が、少なくとも１つの１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）と直列に接続される。図は、従来の電力線に平行に走る、ＥＶＳＥと通信するための別個の通信線（ＰＥｉｎ、ＰＥｏｕｔ）をも示す。
【００３８】
すべての必要なリレー、ならびに過電流保護器など、３相充電組立体の一部でない他の電気的構成要素が、好ましくは、それぞれのＥＶＳＥに組み込まれる。上述のように、リレーは、従来の非ラッチングリレーとラッチングリレーとの組合せであり得、後者は、これらのタイプが、たとえば電気インパルスによって所望の位置に設定されると電力を使用しないので、回路構成のマトリックス部分にとって有利である。ＥＶＳＥユニットは、好ましくは、安全規制の履行により非ラッチングリレーを使用すべきであることに留意されたい。
【００３９】
多くの管轄では、ＥＶＳＥユニットは、電力が利用可能でないときも、電源から迅速に切断することが可能でなければならない。これらの場合、ラッチングリレーはそれらの状態を変更するために電力を必要とするので、非ラッチングリレーが好ましい選択肢である。
【００４０】
ラッチングリレーは、通常、設定位置にリレーのスイッチを保持する（１つまたは複数の）内部磁石を有する。ある状態から別の状態に、たとえばオンからオフにラッチングリレーを切り替えるために、短いパルスが必要であるにすぎず、それにより、連続的に電力供給されるコイルを必要としないことによってエネルギーを節約する。いくつかのラッチングリレーは、２つのコイルを有し、設定するために１つと再設定するために１つとを有し、いくつかは、１つのコイルのみを有し、リレーを設定し、再設定するために、電力極性反転に依拠する。ラッチングリレーは、作動された後にそれの状態を維持する。ラッチングリレーは、デフォルト位置を有せず、駆動電流が流れることを停止したとき、それの最後の設定された位置にとどまり、それによりエネルギーを低減する。
【００４１】
本発明によれば、３相充電組立体において電気車両を充電するときに最適および動的負荷分配を有効にする１つの主要な要素は、各ＥＶＳＥと制御ユニットとの間のデータのシームレスなフローを有効にするＥＶＳＥ中に含まれる通信手段をもつ制御システムである。測定された負荷データに基づいて、ＥＶＳＥにおける制御システムは、３相電源の各相間の最良の可能な負荷分散が達成されるように、（Ｒ５〜Ｒ１６）への１次および２次リレーの接続または切断を制御する。
【００４２】
本発明の一実施形態によれば、３相電力充電組立体は、ＥＶＳＥの各々中に含まれる制御システム間のデータの外部通信を可能にする外部通信手段をさらに含む。
外部通信は、一実施形態では、少なくとも１つのＥＶＳＥの各々中に含まれる制御システムと外部デバイスとの間のデータの通信を可能にする電力線通信（ＰＬＣ）によって実行され得る。ＥＶＳＥと外部デバイスとの間の通信は、当分野において知られている方法を使用することによって、ワイヤレスにまたはワイヤによって実行され得る。外部データ処理デバイスは、たとえば関連する１相ヒューズを通して、各ＥＶＳＥが複数の１相補助回路のうちのどれに接続されるかを識別する事前登録された情報を含んでいることがある。外部データ処理デバイスは、各ＥＶＳＥの物理的ロケーション、各ＥＶＳＥを設置する人の識別、および設置の日付のうちの少なくとも１つに関係する情報をさらに含んでいることがある。
【００４３】
本発明に従って完全な３相充電組立体を設定するとき、個々のＥＶＳＥと制御ユニットとの間の通信に関する以下の詳細が考慮に入れられるべきである。
−  ＥＶＳＥのうちの１つまたは複数は、好ましくは、特に、近くのＥＶＳＥが同じサブ回路に位置し、すなわち同じヒューズを共有する場合、近くのＥＶＳＥと通信するための手段を含む。
【００４４】
−  通信は、たとえば、専用マスタの使用によって、および／またはインターネットを介して、ＥＶＳＥ間でローカルに実行され得る。後者の通信は、最も好ましく考えられ、関連する結合および制御システムを用いたクラウドベース識別を伴い得る。
【００４５】
−  通信がインターネットベースである場合、充電組立体は、好ましくは、サブ回路およびそれの関連するヒューズ値に応じてＥＶＳＥの位置の各々のためのあらかじめ定義されたデータを含んでいる。このようにして、制御システムは、任意の時間に、組立体の電気的および物理的構成の知識を有し得る。
【００４６】
−  起こり得るシステム保守、および／または承認目的のための認定／再認定に鑑みて、各ＥＶＳＥの厳密な物理的位置を記録すること、ならびにサービス技術者ＩＤ、日付などを登録することも有用である。
【００４７】
−  充電組立体は、好ましくは、たとえばローカルグリッド供給電力が、低減された量の利用可能な電力を有するとき、またはメインヒューズが過負荷をかけられた場合、オーバーライドする（すなわち電力消費を変更する）可能性を有するべきである。これは、インターネットおよび／またはローカルネットワークを介して、グリッド内でまたはヒューズボックス内でデバイスを監視することによって自動的に行われ得る。監視することは、自動電力消費測定のためのシステム（ＡＭＳシステム）など、知られている技術を適用し得る。
【００４８】
−  通信は、電力線通信（ＰＬＣ）、シリアル通信回線（ＲＳ４８５、ＲＳ４２２またはＲＳ２３２など）、および／またはワイヤレスに、たとえばＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）低エネルギー、Ｚｉｇ−Ｂｅｅ、Ｚ−ｗａｖｅなどによって実行され得る。
【００４９】
本発明の一実施形態では特定のＥＶＳＥが、他の通信手段との間のデータの通信を制御するマスタユニットとして動作するように構成される。同じ電力配電ケーブルに接続された他の識別されたＥＶＳＥからの、少なくともリレーステータスを含む受信データに基づいて、マスタユニットは、データを処理し、他のＥＶＳＥの各々中の制御システムに特定の命令を送る。処理されたデータの結果に基づいて、マスタユニットは、前記ＥＶＳＥによって電気車両を充電するとき、利用可能な電力の最適使用を決定する。各ＥＶＳＥにおける制御システムは、命令を受信し、関連する場合、出力コネクタの１つまたは複数の相を入力コネクタにおける任意の相に再ルーティングし、すなわち、１つまたは複数の出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）が、ＥＶＳＥ中の前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々を接続または切断することによって、ＥＶＳＥの入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）に接続される。
【００５０】
本発明の別の実施形態では、ＥＶＳＥ以外の外部デバイスは、少なくとも１つのＥＶＳＥとの間のデータの通信を制御するためのマスタユニットとして動作し得る。
一実施形態では、各ＥＶＳＥは、３相電力消費および電流負荷を測定するための手段を含み、この情報をそれのリレーステータスおよびＩＤとともに送信するように構成される。この情報は、マスタユニットに送られ、３相電源の任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、少なくとも１つのＥＶＳＥにおける出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の再ルーティングのための基礎を与える。同じ組立体中に含まれるすべてのＥＶＳＥからの電流負荷情報が、マスタユニットに送信され、マスタユニットによって査定され、３相電源の各相からの利用可能な電力の最適な負荷分散および利用のための基礎を与える。
【００５１】
本発明の一実施形態では、電流負荷を測定するための手段が、少なくとも１つのＥＶＳＥに電力を送出する配電ケーブルに取り付けられ、この情報が、外部通信手段または電力線通信手段中に含まれるマスタユニットから少なくとも１つのＥＶＳＥに送信される。
【００５２】
この構成は、本発明による３相充電組立体において１つのＥＶＳＥのみが使用されるときに好都合である。これは、３相幹線電源を有する個人宅設置における場合であり得る。家屋中の異なる電気器具が電源の異なる相に接続され、１日のうちの異なる時間において異なるように相に負荷をかけ得る。したがって、ＥＶを充電するための特定の相のために利用可能な電力は、充電が行われるべきであるときに制限され得る。ＥＶが、電力が特定の相からすでに引き出されたことを知らずにその相に接続された場合、メインヒューズが飛び得る。
【００５３】
本発明の一実施形態によれば、各相中で流れる瞬時電流を測定するための、メインヒューズの後に設置された電流計が、相のうちのどれがそのときに最良の容量を有するかに関する情報を与える。これはＡＭＳメーターによって実行され得る。測定データは、ＥＶＳＥにおける制御システムに送信され、どの相に接続すべきかについての基礎を与える。データは、電力線通信によってまたはワイヤレスにＥＶＳＥに送信され得る。これは、ＥＶＳＥが最良の容量を有する相に常に接続されることを保証する動的プロセスであり得る。
【００５４】
これは、たとえば、電気車両を充電するときの利用可能な電力の最適な使用を与えるために、たとえば個人家屋、キャビン、または小規模会社において、１つのＥＶＳＥのみが設置される、本発明による設置の一例である。
【００５５】
ただし、本発明の最大限の可能性は、いくつかのＥＶＳＥが本発明による設置に含まれるときに実現される。
充電のために利用可能な電力、３相電源の異なる相の電流負荷、充電が実行され得る時間フレーム、充電されているＥＶの電力消費などを含む、すべてのデータが、各ＥＶＳＥがどのように制御されるか、すなわち、ＥＶＳＥがいつ充電のために使用され得るか、どれくらいの電力が利用可能であるか、どの相に接続すべきかなどについての基礎を作るエネルギー分配アルゴリズムにおいて定義される。
【００５６】
上記で説明された３相充電システムは、好ましくは、利用可能な情報、ＥＶを充電すべきか否か、ならびにたとえば出発の前に、どのＥＶが加熱および除霜のための追加の電力を受けるべきか、および／またはこの特定の目的に必要とされる利用可能な電力の分配および優先度付けを与えるべきかに基づいて、充電の自動処理を可能にし得る。
【００５７】
特に、多くのＥＶの充電中に最大電力がネットワークから引き出されるとき、タイムシェアリングプロトコルを使用することが有利であり得る。これらのプロトコルは、接続されたＥＶの数が、ＥＶごとの最小許容充電電力に比例する考えられるＥＶの最大数を超える場合、自動的にアクティブ化され得る。
【００５８】
充電より前におよび／または充電中に抵抗性電流と無効電流の両方を測定することによって、３相充電組立体は、充電を開始するより前に、ＥＶが、通常最小充電電流を超える充電電流を有するべきか否かの自動推定を可能にする。
【００５９】
ＥＶの「フィンガープリント」が、以下のうちの少なくとも１つに基づいて登録され得る。
−  リレーの影響の前の時間、
−  充電自体の開始の前の時間、充電電力が達成されるまでのランプアップ時間、
−  電力レベルの変化中の（たとえばＥＶへのＰＷＭ信号の変化からの）応答時間、
−  異なる充電電力における無効電流、および
−  １相充電における、および関連する場合は３相充電における無効電流の差。
【００６０】
「フィンガープリント」が登録されると、さらに、接続されたＥＶのタイプおよびモデルを査定し、さらには決定することが可能であり、したがって、充電進行の技術的調整を可能にする。
【００６１】
ヒューズ値に従ってローカルに、またはローカルＡＭＳゲージからの値に調整されてのいずれかでの、あるいはそれらの組合せでの、利用可能な電力に応じた電力消費の監視が、クラウドストレージを使用する解決策によって可能である。
【００６２】
３相充電組立体はまた、好ましくは、手動または自動クラウドストレージサービスによって、ＥＶＳＥの一部または全部の間での充電電力の減少または増加を可能にする。充電電力のそのような調整は、ＥＶＳＥのサプライヤ、電気プラント、建築物の管理人など、任意の当事者によって実行され得る。調整は、グリッドに沿ってさらに進んだところ、たとえば変電所などにおいて、過充電を回避し、および／または建築物、駐車場などに供給されるネットワーク充電または最大電力に関して調節する、効率的な方法を表す。
【００６３】
本発明によれば、負荷分散を与えるための必要とされる安全機能と位相分配の両方が十分に実現される。
本発明によるＥＶＳＥを与えられた追加の充電ステーションが、いかなる必要とされる変更もなしに既存の充電ステーションの３相電源に追加され、システムのコスト効率を高め、システムをフレキシブルにし得る。いくつかの電気車両を充電するとき、利用可能な電力の最適使用をセットアップおよび維持するために、人間の対話が必要とされない。実際には、充電されるために異なる電力および時間期間を必要とする異なる車両が、３相配電ケーブル／ラインに接続され、それから切断されることになる。本発明の充電組立体は、自動的におよびシームレスに、本組立体中に含まれる各ＥＶＳＥにおける制御システムに、特定の相に接続するかまたはそれに切り替えるように指示し、それがその相からどれくらいの電力を引き得るかなどを指示する。これは、３相電源の異なる相上の電流負荷、時刻、そのときに複数のＥＶＳＥに与えられる割り振られた電力などの査定に基づいて連続的に実行される。
【００６４】
上記の説明では、本発明による組立体の様々な態様が、例示的な実施形態を参照しながら説明された。説明の目的で、装置および装置の働きの完全な理解を与えるために、具体的な数、システムおよび構成が記載された。しかしながら、この説明は、限定的な意味に解釈されるものではない。例示的な実施形態の様々な修正および変形、ならびに開示された主題が関係する当業者に明らかである装置の他の実施形態が、本発明の範囲内にあると見なされる。
【図１】
2019502349.tif 000003
【図２】
2019502349.tif 000004
【図３】
2019502349.tif 000005
【図４】
2019502349.tif 000006
【図５】
2019502349.tif 000007
【図６】
2019502349.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月21日(2018.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気車両、ＥＶを充電するときの利用可能な電力の最適使用のための３相充電組立体であって、
−  各相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のための補助絶縁導体と中性導体（Ｎ）とによって、電力を供給するＡＣ幹線ケーブルと、
−  少なくとも１つの電気車両給電機器、ＥＶＳＥであって、各々が、前記ＡＣ幹線ケーブルの前記補助絶縁導体のうちの１つまたは複数に電気的に接続された入力（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と、充電のための電力を与えるために少なくとも１つのＥＶに電気的に接続可能な出力（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）とをもつ内部回路を含む、ＥＶＳＥと
を含み、
各ＥＶＳＥは、
−  前記入力における各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための前記導体によって与えられる電力を接続または切断するように構成された複数の１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）と、
−  前記入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への前記出力における１相負荷の再ルーティングを有効にするためにリレーマトリックスにおいて構成された複数の２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）と、
−  通信手段を含む制御システムであって、前記制御システムが、他のＥＶＳＥから受信され、およびそれらに送信されたリレーステータス情報に基づいて、前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々を接続または切断するように構成された、制御システムと
をさらに含むことを特徴とする、３相充電組立体。
【請求項２】
前記２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０）のうちの少なくとも１つが、前記１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）のうちの少なくとも１つと並列に接続され、２つの２次リレー（Ｒ１１〜Ｒ１２）が、相２導体（Ｌ２ｉｎ）から、それぞれ、リレー（Ｒ５）をもつ標準電気線の相１とリレー（Ｒ６）をもつ追加電気線の相１とに接続され、リレー（Ｒ１３〜Ｒ１４）をもつ２つの追加電気線が、相３導体（Ｌ３ｉｎ）から、それぞれ、リレー（Ｒ５）をもつ標準電気線の相１とリレー（Ｒ６）をもつ追加電気線の相１とに接続され、リレー（Ｒ１５〜Ｒ１６）をもつ２つの追加電気線が、前記中性導体から、それぞれ、相２導体（Ｌ２ｉｎ）と相３導体（Ｌ３ｉｎ）とに接続されることを特徴とする、請求項１に記載の３相充電組立体。
【請求項３】
各入力相導体（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）上の電力リレー（Ｒ１〜Ｒ３）をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の３相充電組立体。
【請求項４】
各入力相導体（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）上のヒューズをさらに含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項５】
少なくとも１つのリレー（Ｒ４）をもつ標準電気線が、前記ＥＶＳＥの中性（Ｎｉｎ）入力導体と中性出口（Ｎｏｕｔ）との間に接続されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項６】
前記１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）が非ラッチングリレーであり、前記２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）がラッチングリレーであることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項７】
少なくとも１つの過電流保護器が、少なくとも１つの１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）と直列に接続されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項８】
各ＥＶＳＥ中に含まれる前記制御システム間のデータの通信を可能にする外部通信手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項９】
各ＥＶＳＥ中に含まれる前記制御システム間のデータの通信を可能にする電力線通信を有効にするための手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項１０】
ＥＶＳＥ中の前記制御システムが、ＥＶＳＥまたは同じ３相充電組立体中に含まれる他の通信手段との間のデータの前記通信を制御するマスタユニットとして動作するように構成されたことを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項１１】
前記外部通信手段または電力線通信のための前記手段が、前記少なくとも１つのＥＶＳＥとの間のデータの通信を制御するマスタユニットとして動作するように構成されたことを特徴とする、請求項８または９に記載の３相充電組立体。
【請求項１２】
前記マスタユニットが、前記同じ３相充電組立体中に含まれるＥＶＳＥの前記入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の前記再ルーティングを制御するように構成されたことを特徴とする、請求項１０または１１に記載の３相充電組立体。
【請求項１３】
前記ＡＣ幹線ケーブルの前記電気線の各相上で電流負荷を測定するための手段を含み、この情報が、利用可能な電力の最適な負荷分散および利用のために、３相電源の任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、前記少なくとも１つのＥＶＳＥ中の前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の再ルーティングのための基礎を形成することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
【請求項１４】
電流負荷を測定するための前記手段が、前記少なくとも１つのＥＶＳＥに電力を送出する前記ＡＣ幹線ケーブルに取り付けられ、この情報が、外部通信手段または電力線通信手段中に含まれるマスタユニットから前記少なくとも１つのＥＶＳＥに送信されることを特徴とする、請求項１３に記載の３相充電組立体。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのＥＶＳＥが、その電気入力線（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）の各相上の電流負荷を測定するための手段を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の３相充電組立体。
【請求項１６】
前記マスタユニットが、ＥＶＳＥに電力を与える同じＡＣ幹線ケーブルに接続された、および前記同じＡＣ幹線ケーブルから電力を引き出す、他のデバイスから負荷データを受信するように構成され、前記負荷データが、各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）から利用可能な最大充電電力を定義することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の３相充電組立体。
【請求項１７】
利用可能な電力の最適利用を用いて、電気車両、ＥＶを充電するための方法であって、
−  各相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のための補助絶縁導体と中性導体（Ｎ）とによって、電力を供給するＡＣ幹線ケーブルを与えるステップと、
−  少なくとも１つの電気車両給電機器、ＥＶＳＥを与えるステップであって、各々が、前記ＡＣ幹線ケーブルの前記補助絶縁導体のうちの１つまたは複数に電気的に接続された入力（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と、充電のための電力を与えるために少なくとも１つのＥＶに電気的に接続可能な出力（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）とをもつ内部回路を含む、与えるステップと
を含み、
前記方法は、
−  各ＥＶＳＥに、前記入力における各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための前記導体によって与えられる電力を接続または切断するように構成された複数の１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）を与えるステップと、
−  各ＥＶＳＥに、前記入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の再ルーティングを有効にするためにリレーマトリックスにおいて構成された複数の２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）を与えるステップと、
−  各ＥＶＳＥに、通信手段を含む制御システムを与えるステップであって、前記制御システムが、前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々を接続または切断することと、前記ＥＶＳＥとの間でリレーステータス情報を送信および受信することとを行うように構成された、与えるステップと、
−  前記複数のＥＶＳＥのうちの１つの前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）に少なくとも１つのＥＶを接続するステップと
をさらに含むことを特徴とする、方法。
【請求項１８】
前記方法が、
−  前記ＡＣ幹線ケーブルに、その導体の各相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）上の電流負荷を測定するための手段を与えるステップと、
−  前記少なくとも１つのＥＶＳＥ中に含まれる前記制御システムのためのルーティング決定基礎として前記少なくとも１つのＥＶＳＥに電流負荷データを送信するステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法が、
−  前記少なくとも１つのＥＶＳＥに、その電気入力線（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）の各相上の電流負荷を測定するための手段を与えるステップと、
−  前記少なくとも１つのＥＶＳＥ中に含まれる前記制御システムのためのルーティング決定基礎として電流負荷データを与えるステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
上記の説明では、本発明による組立体の様々な態様が、例示的な実施形態を参照しながら説明された。説明の目的で、装置および装置の働きの完全な理解を与えるために、具体的な数、システムおよび構成が記載された。しかしながら、この説明は、限定的な意味に解釈されるものではない。例示的な実施形態の様々な修正および変形、ならびに開示された主題が関係する当業者に明らかである装置の他の実施形態が、本発明の範囲内にあると見なされる。
［形態１］
電気車両、ＥＶを充電するときの利用可能な電力の最適使用のための３相充電組立体であって、
−  各相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のための補助絶縁導体と中性導体（Ｎ）とによって電力を供給する３相配電ケーブルと、
−  少なくとも１つの電気車両給電機器、ＥＶＳＥであって、各々が、前記３相配電ケーブルの前記補助絶縁導体のうちの１つまたは複数に電気的に接続された入力（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と、充電のための電力を与えるために少なくとも１つのＥＶに電気的に接続可能な出力（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）とをもつ内部回路を含む、ＥＶＳＥと、
−  前記少なくとも１つのＥＶＳＥとの間のデータの通信を制御するマスタユニットと
を含み、
各ＥＶＳＥは、
−  前記入力における各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための前記導体によって与えられる電力を接続または切断するように構成された複数の１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）と、
−  前記入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への１相負荷の再ルーティングを有効にするためにリレーマトリックスにおいて構成された複数の２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）と、
−  通信手段を含む制御システムであって、前記制御システムが、前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々の電力を接続または切断することと、他のＥＶＳＥとの間でリレーステータス情報を送信および受信することとを行うように構成され、これが、前記マスタユニットによって制御される、制御システムと
をさらに含むことを特徴とする、３相充電組立体。
［形態２］
前記２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０）のうちの少なくとも１つが、前記１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）のうちの少なくとも１つと並列に接続され、２つの２次リレー（Ｒ１１〜Ｒ１２）が、相２導体（Ｌ２ｉｎ）から、それらのリレーを分路する、それぞれ、前記配電ケーブル線の相１と追加電気線の相１とに接続され、２つの追加電気線（Ｒ１３〜Ｒ１４）が、相３導体（Ｌ３ｉｎ）から、それらのリレーを分路する、それぞれ、相１電気線と相１追加電気線とに接続され、２つの追加電気線（Ｒ１５〜Ｒ１６）が、それぞれ、相２導体（Ｌ２ｉｎ）と相３導体（Ｌ３ｉｎ）とから前記中性導体に接続されることを特徴とする、形態１に記載の３相充電組立体。
［形態３］
各入力相導体（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）が電力リレー（Ｒ１〜Ｒ３）を与えられることを特徴とする、形態２に記載の３相充電組立体。
［形態４］
各入力相導体（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）上のヒューズをさらに含むことを特徴とする、形態１から３のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
［形態５］
少なくとも１つのリレー（Ｒ４）をもつ電気線が、前記ＥＶＳＥの中性（Ｎｉｎ）入力導体と中性出口（Ｎｏｕｔ）との間に接続されることを特徴とする、形態１から４のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
［形態６］
前記１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）が非ラッチングリレーであり、前記２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）がラッチングリレーであることを特徴とする、形態１から５のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
［形態７］
少なくとも１つの過電流保護器が、少なくとも１つの１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）と直列に接続されることを特徴とする、形態１から６のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
［形態８］
前記充電組立体中に含まれる前記少なくとも１つのＥＶＳＥ中に含まれる前記制御システム間のデータの通信を制御するマスタコントローラとして動作する外部通信手段をさらに含むことを特徴とする、形態１から７のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
［形態９］
各ＥＶＳＥに含まれる前記制御システム間のデータの通信を可能にする電力線通信システムをさらに含むことを特徴とする、形態１から７のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
［形態１０］
ＥＶＳＥが、ＥＶＳＥまたは同じ３相充電組立体中に含まれる他の通信手段との間のデータの前記通信を制御するマスタユニットを含むことを特徴とする、形態１から９のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
［形態１１］
前記外部通信手段または前記電力線通信システムが、前記少なくとも１つのＥＶＳＥとの間のデータの通信を制御するマスタユニットとして動作するように構成されたことを特徴とする、形態８または９に記載の３相充電組立体。
［形態１２］
前記マスタユニットが、前記同じ３相充電組立体中に含まれるＥＶＳＥの前記入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の前記再ルーティングを制御するように構成されたことを特徴とする、形態１０または１１に記載の３相充電組立体。
［形態１３］
前記３相配電ケーブルの前記電気線の各相上で電流負荷を測定するための手段を含み、この情報が、利用可能な電力の最適な負荷分散および利用のために、３相電源の任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、前記少なくとも１つのＥＶＳＥ中の前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の再ルーティングのための基礎を形成することを特徴とする、形態１から１２のいずれか一項に記載の３相充電組立体。
［形態１４］
電流負荷を測定するための前記手段が、前記少なくとも１つのＥＶＳＥに電力を送出する前記３相配電ケーブルに取り付けられ、この情報が、外部通信手段または電力線通信手段中に含まれるマスタユニットから前記少なくとも１つのＥＶＳＥに送信されることを特徴とする、形態１３に記載の３相充電組立体。
［形態１５］
前記少なくとも１つのＥＶＳＥが、その電気入力線（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）の各相上の電流負荷を測定するための手段を含むことを特徴とする、形態１３に記載の３相充電組立体。
［形態１６］
前記マスタユニットが、ＥＶＳＥに電力を与える同じ配電ケーブルに接続された、および前記同じＡＣ幹線ケーブルから電力を引き出す、他のデバイスから負荷データを受信するように構成され、前記負荷データが、各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）から利用可能な最大充電電力を定義することを特徴とする、形態１０または１１に記載の３相充電組立体。
［形態１７］
利用可能な電力の最適利用を用いて、電気車両、ＥＶを充電するための方法であって、
−  各相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のための補助絶縁導体と中性導体（Ｎ）とによって、電力を供給する３相配電ケーブルを与えるステップと、
−  少なくとも１つの電気車両給電機器、ＥＶＳＥを与えるステップであって、各々が、前記３相配電ケーブルの前記補助絶縁導体のうちの１つまたは複数に電気的に接続された入力（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）と、充電のための電力を与えるために少なくとも１つのＥＶに電気的に接続可能な出力（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）とをもつ内部回路を含む、与えるステップと
を含み、
前記方法は、
−  各ＥＶＳＥに、前記入力における各相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）のための前記導体によって与えられる電力を接続または切断するように構成された複数の１次リレー（Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）を与えるステップと、
−  各ＥＶＳＥに、前記入力における任意の相（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）への、前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）の各々の再ルーティングを有効にするためにリレーマトリックスにおいて構成された複数の２次リレー（Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０〜Ｒ１６）を与えるステップと、
−  各ＥＶＳＥに、通信手段を含む制御システムを与えるステップであって、前記制御システムが、前記１次および２次リレー（Ｒ５〜Ｒ１６）の各々を接続または切断することと、前記ＥＶＳＥとの間でリレーステータス情報を送信および受信することとを行うように構成された、与えるステップと、
−  前記複数のＥＶＳＥのうちの１つの前記出力導体（Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔ、Ｌ３ｏｕｔ）に少なくとも１つのＥＶを接続するステップと
をさらに含むことを特徴とする、方法。
［形態１８］
前記方法が、
−  前記３相配電ケーブルに、その導体の各相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）上の電流負荷を測定するための手段を与えるステップと、
−  前記少なくとも１つのＥＶＳＥ中に含まれる前記制御システムのためのルーティング決定基礎として前記少なくとも１つのＥＶＳＥに電流負荷データを送信するステップと
をさらに含むことを特徴とする、形態１７に記載の方法。
［形態１９］
前記方法が、
−  前記少なくとも１つのＥＶＳＥに、その電気入力線（Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎ、Ｌ３ｉｎ）の各相上の電流負荷を測定するための手段を与えるステップと、
−  前記少なくとも１つのＥＶＳＥ中に含まれる前記制御システムのためのルーティング決定基礎として電流負荷データを与えるステップと
をさらに含むことを特徴とする、形態１７に記載の方法。
【国際調査報告】
2019502349.tif 000009
2019502349.tif 000010